DE102006007899A1

DE102006007899A1 - crusher

Info

Publication number: DE102006007899A1
Application number: DE102006007899A
Authority: DE
Inventors: Peter Rössler
Original assignee: Weima Maschinenbau GmbH
Current assignee: Weima Maschinenbau GmbH
Priority date: 2006-02-18
Filing date: 2006-02-18
Publication date: 2007-08-23
Also published as: US7575186B2; US20070194160A1

Abstract

Eine Zerkleinerungsmaschine für Abfälle hat einen Messerkörper (16, 18) tragenden Rotor (14), der mit gehäusefesten Gegenmessern (19, 20) zusammenarbeitet und durch einen Synchronmotor (46) angetrieben wird. Letzterer wird durch einen steuerbaren Frequenzumformer (52) erregt. Um die Anschlußleistung der Zerkleinerungsmaschine klein zu halten und trotzdem ein großes Drehmoment auf den Rotor (14) ausüben zu können, arbeitet der Synchronmotor (46) über ein Untersetzergetriebe (48) und eine Kupplung (50) auf den Rotor (14).A shredding machine for waste has a rotor (14) carrying the knife body (16, 18), which works with counter knives (19, 20) fixed to the housing and is driven by a synchronous motor (46). The latter is excited by a controllable frequency converter (52). In order to keep the connected load of the shredding machine small and still be able to exert a high torque on the rotor (14), the synchronous motor (46) works on the rotor (14) via a reduction gear (48) and a clutch (50).

Description

Die Erfindung betrifft eine Zerkleinerungsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The The invention relates to a crushing machine according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Zerkleinerungsmaschine ist in der DE 103 33 359 B3 offenbart.Such a crusher is in the DE 103 33 359 B3 disclosed.

Bei ihr ist der Synchronmotor direkt drehschlüssig mit der Rotorwelle verbunden.at The synchronous motor is directly connected to the rotor shaft in a rotationally locked manner.

Die bekannte Zerkleinerungsmaschine kann sich durch die elektronische Drehzahlsteuerung des Rotors unterschiedlichen Zerkleinerungsbedingungen gut anpassen, wie sie in normalem Zerkleinerungsgut vorkommen. Sie kann einerseits mit hohem Drehmoment arbeiten, sie kann andererseits mit hoher Drehzahl arbeiten.The known crusher can be through the electronic Speed control of the rotor different crushing conditions adapt well, as they occur in normal crushed material. she On the one hand can work with high torque, it can on the other hand work at high speed.

Die bekannte Zerkleinerungsmaschine benötigt beim Arbeiten mit kleinen Drehzahlen, insbesondere dann, wenn sie fast stillstehend gegen einen sehr harten Gegenstand im Zerkleinerungsgut arbeitet, sehr viel Strom. Entsprechend leistungsfähige Netzinstallationen, die einige tausend A bereitstellen können, sind nur an solchen Orten vorhanden, an denen schon bei der Planung mit entsprechendem Stromverbrauch gerechnet wurde.The known crusher needed when working with small Speeds, especially when they are almost resting against a very hard object in the crushing works, very a lot of electricity. Correspondingly powerful network installations that can provide a few thousand A, are present only in those places where already at the planning was calculated with corresponding power consumption.

Zerkleinerungsmaschinen werden heute aber zunehmend an unterschiedlichen Orten eingesetzt, um Abfall in Bruchstücke vorgegebener Größe zu zerlegen, die dann als quasi-homogenes Material gefördert, gegebenenfalls brikettiert, transportiert und weiterbehandelt werden können.crushing machines but are increasingly used today in different places, about waste in fragments to divide given size, then promoted as quasi-homogeneous material, optionally briquetted, can be transported and treated.

An diesen Orten ist oft ein leistungsfähiger Netzanschluß nicht gegeben.At Often these places are not a powerful network connection given.

Durch die vorliegende Erfindung soll eine Zerkleinerungsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß sie einerseits weiterhin die vorteilhaften Eigenschaften des drehzahlsteuerbaren Antriebes aufweist, andererseits aber mit einem Netzanschluß betrieben werden kann, wie er üblicherweise an industriellen Arbeitsplätzen angefunden wird, wo mit Anschlußleistungen von einigen hundert kW gerechnet wird.By The present invention is a crusher according to the preamble of Claim 1 be developed so that they continue on the one hand the advantageous properties of the speed-controllable drive on the other hand, but operated with a network connection can be, as he usually does at industrial workplaces is found where with connection services of a few hundred kW is expected.

Diese Aufgabe ist erfindundgsgemäß gelöst durch eine Zerkleinerungsmaschine mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.These The object is solved by erfindundgsgemäß a crusher with the features specified in claim 1.

Bei der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsmaschine wird davon Gebrauch gemacht, daß man das hohe Drehmoment beim Zerkleinern von Abfall in der Regel nur kurzfristig braucht, um besonders harte Anteile im Zerkleinerungsgut zu zerkleinern. Dieses Drehmoment kann erfindungsgemäß durch einen verglichen mit dem Stand der Technik kleineren Synchronmotor erbracht werden, der über ein Untersetzergetriebe auf den Rotor arbeitet. Bei Verwendung eines Untersetzergetriebes, welches ein Übersetzungsverhältnis von 4:1 aufweist, kann man somit einen Synchronmotor verwenden, der nur ein Viertel des maximalen Drehmoments erbringt verglichen mit einem Synchronmotor, der direkt an den Rotor angeschlossen das gleiche Drehmoment erbringen muß. Entsprechend weniger Strom wird vom Synchronmotor benötigt.at the crusher according to the invention is made use of, that one the high torque when shredding waste usually only in the short term needs to crush particularly hard fractions in the crushed material. This torque can according to the invention by a compared with the prior art smaller synchronous motor are provided, the on a Coaster gear works on the rotor. When using a Untersetzergetriebes which a gear ratio of 4: 1, one can thus use a synchronous motor, the only a quarter of the maximum torque compared to a Synchronous motor, which is connected directly to the rotor the same Must provide torque. Corresponding less power is needed by the synchronous motor.

Unter anderen Betriebsbedingungen als beim Zerkleinern sehr harter Gegenstände kann man den Unterschied zwischen der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsmaschine und der Zerkleinerungsmaschine nach dem Stand der Technik dadurch ausgleichen, daß man den Synchronmotor der Zerkleinerungsmaschine mit entsprechend dem Untersetzungsverhältnis des Getriebes vergrößerter Frequenz laufen läßt. Dies ist mit den zum Betreiben von Synchronmotoren verwendeten Frequenzumformer möglich, wobei die aus dem Netz gezogene Leistung im Rahmen bleibt, da die Zerkleinerungsmachine unter diesen Bedingungen nicht gegen harten Widerstand arbeitet.Under operating conditions other than crushing very hard objects the difference between the crusher according to the invention and the crusher of the prior art by balance that one the synchronous motor of the crusher with according to the Reduction ratio of the transmission of increased frequency to run. This is possible with the frequency converters used for operating synchronous motors, wherein the power drawn from the grid remains in the frame, since the crushing machine does not work against hard resistance under these conditions.

Die erfindungsgemäße Zerkleinerungsmaschine läßt sich somit so charakterisieren, daß sie bei normale Festigkeit aufweisendnem Zerkleinerungsgut mit gleicher Drehzahl des Rotors arbeitet wie die bekannte Zerkleinerungsmaschine, wobei sie aber mit einem kleineren Synchronmotor und geringerem Anschlußwert auskommt. Beim Erbringen von hohem Drehmoment proftiert sie aber von dem Untersetzergetriebe.The Crusher according to the invention let yourself thus characterizing them at normal strength, having the same size crushed material Speed of the rotor works like the known crusher, but it does with a smaller synchronous motor and lower connection value. However, when providing high torque it proftiert of the Untersetzergetriebe.

Die Verwendung eines kleineren Synchronmotors hat den weiteren Vorteil, daß dieser nur weniger kostet und auch weniger Kühlprobleme stellt.The Using a smaller synchronous motor has the further advantage that this only costs less and also less cooling problems.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Further developments of the invention are specified in the subclaims.

Verwendet man als Untersetzergetriebe einen Keilriementrieb, wie im Anspruch 2 angegeben, so ist diesem eine gewisse Elastizität zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle eigen. Derartige Getriebe sind auch preiswert mit in weitem Rahmen wählbarem Übersetzungsverhältnis erhältlich.used as a Untersetzergetriebe a V-belt drive, as in the claim 2, so this is a certain elasticity between Own input shaft and output shaft. Such transmissions are too reasonably priced with selectable transmission ratio over a wide range.

Die gleichen Vorteile bietet ein gemäß Anspruch 3 vorgesehener Kettentrieb, wobei dieser zur Übertragung noch größerer Kräfte und Drehmomente geeignet ist.The the same advantages offers according to the claim 3 provided chain drive, this for transmitting even greater forces and Torques is suitable.

Die Verwendung eines Zahnradgetriebes (vgl. Anspruch 4) ist im Hinblick auf kompakte Abmessung des Getriebes von Vorteil.The Use of a gear transmission (see claim 4) is in view on compact size of the transmission advantageous.

Verwendet man gemäß Anspruch 5 ein Planetengetriebe, so lassen sich besonders große Untersetzungsverhältnisse bei kompaktem Aufbau des Getriebes realisieren.Is used according to claim 5, a Pla Netengetriebe, so can be realized particularly large reduction ratios in a compact design of the transmission.

Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 ist im Hinblick auf ein hohes Untersetzungsverhältnis bei kompaktem Aufbau des Untersetzergetriebes von Vorteil.Also The development of the invention according to claim 6 is in view on a high reduction ratio in a compact design of the lower gear advantage.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 wird erreicht, daß beim Auftreten sehr hoher Widerstände im Zerkleinerungsgut der Antriebsstrang zwischen dem Synchronmotor und dem Rotor aufgebrochen wird, bevor dort eine mechanische Beschädigung eintritt.With the development of the invention according to claim 7 is achieved that at Occurrence of very high resistances in the material to be crushed the drive train between the synchronous motor and the rotor is broken before there occurs any mechanical damage.

Dabei ist die Anordnung gemäß Anspruch 8 deshalb von Vorteil, weil trägheitsbedingte Beschädigungen des Getriebes vermieden werden.there is the arrangement according to claim 8 is therefore advantageous because of inertia damage of the transmission can be avoided.

Anspruch 9 gibt verschiedene bevorzugte Formen für Kupplungen an, die dem Schutz des Antriebsstranges dienen. Dabei ist die Hülsenkupplung im Hinblick auf ihren besonders kompakten Aufbau von Vorteil.claim Figure 9 gives various preferred forms of couplings that provide protection serve the drive train. Here is the sleeve coupling with regard to Their particularly compact design of advantage.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt die einzige Figur die schematische Darstellung einer Zerkleinerungsmaschine.below the invention with reference to an embodiment with reference closer to the drawing explained. In this, the single figure shows the schematic representation of a Crusher.

Die in der Zeichnung wiedergegebene Zerkleinerungsmachine hat ein insgesamt mit 10 bezeichnetes Gehäuse, welches aus dicken, geeignet gekanteten Stahlblechteilen zusammengeschweißt ist.The reproduced in the drawing crushing machine has a total with 10 designated housing, which is welded together from thick, suitably folded sheet steel parts.

An Seitenwänden 12 des Gehäuses ist über nicht wiedergegebene Lager eine insgesamt mit 14 bezeichnete Zerkleinerungswalze gelagert. Diese trägt leistenförmige Messerkörper 16, 18, die mit ebenfalls leistenförmigen gehäusefesten Gegenmessern 19, 20 zusammenarbeiten.On side walls 12 of the housing is not reproduced bearing a total with 14 designated crushing roller stored. This carries strip-shaped knife body 16 . 18 , which also with strip-shaped fixed counter knives 19 . 20 work together.

Eine in der Zeichnung links gelegene Seitenwand 22 trägt eine schräg nach unten abfallende Leitwand 24.A left sidewall in the drawing 22 carries a sloping down baffle 24 ,

Über einer Bodenwand 26 ist ein Zustellschieber 28 verschiebbar, der als hohles Kastenteil ausgebildet ist und durch einen doppeltwirkenden Arbeitszylinder 30 hin- und herbewegbar ist. Seine Oberseite arbeitet mit einer Schutzwand 32 zusammen, die an eine in der Zeichnung rechts gelegene Wand 34 des Gehäuses angeschlossen ist. Die seitlichen Wände des Zustellschiebers 28 laufen unter kleinem Spiel vor den Seitenwänden 12.Over a bottom wall 26 is a delivery slider 28 displaceable, which is designed as a hollow box part and by a double-acting cylinder 30 is reciprocable. Its top works with a bulkhead 32 Together, to a right in the drawing wall 34 of the housing is connected. The side walls of the delivery slide 28 run under the small game in front of the side walls 12 ,

Eine sich an das obere Ende der Wand 34 anschließende Endwand 36 des Gehäuses 10 bildet den letzten Teil der Umfassung eines Vorratsraumes 38, in welchen das zu zerkleinernde Gut gegeben wird.A to the top of the wall 34 subsequent end wall 36 of the housing 10 forms the last part of the enclosure of a storeroom 38 , in which the material to be crushed is given.

Zwischen den Gegenmessern 19, 20 ist ein teilzylindrisches Lochsieb 39 angeordnet, welches außerhalb der gestrichelt n eingezeichneten Bahn der Spitzen der Messerkörper 16, 18 liegt. Schräg abfallende untere Trichterwände leiten die durch das Lochsieb 39 fallenden Schnitzel nach unten zu einer Sammelrinne 40, in welcher eine Förderschnecke 42 läuft. Dieser ist ein Schneckenantrieb 44 zugeordnet.Between the counter knives 19 . 20 is a partially cylindrical perforated screen 39 arranged, which outside the dashed n marked path of the tips of the knife body 16 . 18 lies. Slanted sloping bottom funnel walls guide the through the perforated screen 39 falling schnitzel down to a collecting trough 40 in which a screw conveyor 42 running. This is a worm drive 44 assigned.

Zum Drehen der Zerkleinerungswalze 14 ist ein Synchron motor 46 vorgesehen, der über ein Untersetzergetriebe 48 und eine lösbare Kupplung 50 auf die Zerkleinerungswalze 14 arbeitet.For turning the shredding roller 14 is a synchronous motor 46 provided by a coaster gearbox 48 and a releasable coupling 50 on the crushing roller 14 is working.

Der Synchronmotor 46 ist durch die Frequenz der auf ihn gegebenen Speisespannung in seiner Drehzahl steuerbar. Zu seiner Speisung dient ein in der Frequenz steuerbarer Frequenzumformer 52, der über eine Netzleitung 54 an das öffentliche 50 Hz-Netz angeschlossen ist.The synchronous motor 46 is controllable by the frequency of the supply voltage given to it in its speed. Its supply is a frequency controllable frequency converter 52 that has a power line 54 connected to the public 50 Hz network.

Eine Steuerleitung 56 verbindet den Frequenzumformer 52 mit einer Steuereinheit 58 der Zerkleinerungsmaschine.A control line 56 connects the frequency converter 52 with a control unit 58 the crusher.

Über die Steuerleitung 56 erhält der Frequenzumformer 52 einen Sollwert für die einzustellende Ausgangsfrequenz.Via the control line 56 receives the frequency converter 52 a setpoint for the output frequency to be set.

Ein Stromfühler 60 ermittelt den in der Speiseleitung des Synchronmotors 46 fließenden Strom. Anhand des Ausgangssignals des Stromfühlers 60 kann die Steuerschaltung 56 erkennen, gegen welche Last die Zerkleinerungswalze 14 arbeitet.A current sensor 60 determines the in the feed line of the synchronous motor 46 flowing electricity. Based on the output signal of the current sensor 60 can the control circuit 56 recognize against which load the crushing roller 14 is working.

Überschreitet der durch den Stromfühler 60 gemessene Strom einen vorgegebenen maximal zulässigen Wert, so hält die Steuerleitung 56 den Synchronmotor 44 an und steuert ihn dann für eine vorgegebene Zeitspanne in Rückwärtsrichtung an. Hierdurch werden harte Anteile im Zerkleinerungsgut, welche sich zwischen den Messerkörpern 16, 18 und den Gegenmessern 19, 20 verkeilt haben, wieder gelockert und in der Regel anders orientiert, so daß bei einem anschließend wieder eingeleiteten Bewegen der Zerkleinerungswalze 14 in der richtigen, in der Zeichnung durch einen Pfeil angegebenen Richtung andere Schneidverhältnisse in den durch die Messerkörper 16, 18 und die Gegenmesser 19, 20 gebildeten Schneidspalten erhalten werden und die harten Anteile im Zerkleinerungsgut dann doch gebrochen oder geschnitten werden können.Exceeds through the current sensor 60 measured current is a predetermined maximum allowable value, so holds the control line 56 the synchronous motor 44 and then controls it for a predetermined period of time in the reverse direction. As a result, hard shares in the crushed material, which is located between the knife bodies 16 . 18 and the counter knives 19 . 20 have wedged, loosened again and usually oriented differently, so that when subsequently re-started moving the crushing roller 14 in the correct direction indicated in the drawing by an arrow other cutting conditions in the by the knife body 16 . 18 and the counter-knives 19 . 20 formed cutting gaps are obtained and the hard parts in the crushed material can then be broken or cut.

Stellt die Steuereinheit 58 fest, daß die von der Zerkleinerungswalze 14 erbrachte Zerkleinerungsleistung unter einem vorgegebenen Sollwert liegt, so steuert sie einen Arbeitszylinder 62 derart an, daß dieser aus dem Vorratsraum 32 nachgerutschtes Zerkleinerungsgut gegen die Zerkleinerungswalze 14 drückt.Represents the control unit 58 notice that from the crushing roller 14 provided shreds performance is below a predetermined setpoint, so it controls a working cylinder 62 such that this from the pantry 32 slipped crushed material against the crushing roller 14 suppressed.

Dadurch, daß der Synchronmotor 46 über das Untersetzergetriebe 48 auf die Zerkleinerungswalze 14 arbeitet, kann diese mit sehr großem Drehmoment beaufschlagt werden und auch sehr hartes Gut zwischen den Messerkörpern 16, 18 und den Gegenmessern 19, 20 zerkleinern, obwohl der Synchronmotor 44 keine extrem große Anschlußleistung benötigt. In der Praxis kann der Synchronmotor 44 eine Anschlußleistung im Bereich von größemordnungsmäßig 100 kW aufweisen, wie sie an industriellen Einsatzorten in der Regel problemlos zur Verfügung steht.Because of the synchronous motor 46 over the coaster gear 48 on the crushing roller 14 works, this can be applied with very high torque and also very hard material between the knife bodies 16 . 18 and the counter knives 19 . 20 crush, although the synchronous motor 44 no extremely large connection power required. In practice, the synchronous motor 44 have a power rating in the range of orders of magnitude 100 kW, as it is usually readily available at industrial sites.

Für das Untersetzergetriebe 48 sind je nach spezieller Einsatzart unterschiedliche Getriebe denkbar: Keilriemengetriebe, Kettengetriebe, Zahnradgetriebe, insbesondere Planetengetriebe und auch hydraulische Getriebe.For the coaster gearbox 48 Depending on the particular type of application, different transmissions are conceivable: V-belt transmissions, chain drives, toothed gearing, in particular planetary gearing and also hydraulic transmissions.

Das Untersetzergetrieben 48 kann auch eine Hintereinanderschaltung unterschiedlicher der vorgenannten Getriebe sein.The coaster gear 48 can also be a series connection different of the aforementioned transmission.

Hat sich die Zerkleinerungswalze 14 beim Zerkleinern von normalem Zerkleinerungsgut verhältnismäßig rasch gedreht und kommt ein großes Stück Metalle kurzfristig in den Zerkleinerungsspalt, so wird die Zerkleinerungswalze 14 abrupt gestoppt. Um bei derartigen Schlag belastungen Beschädigungen des Untersetzergetriebes 48 auszuschließen, ist die Kupplung 50 vorgesehen. Es kann sich hierbei um eine mit Formschluß arbeitende Kupplung handeln, z. B. eine Klauenkupplung, eine unter Reibschluß arbeitende Kupplung oder eine hydraulische Kupplung.Has the crushing roller 14 When crushing normal crushed material turned relatively quickly and comes a large piece of metals in the crushing gap in the short term, so is the crushing roller 14 abruptly stopped. In such impact loads damage the Untersetzergetriebes 48 to exclude, is the clutch 50 intended. It may be a clutch that operates with positive engagement, for. As a dog clutch, a frictionally engaging clutch or a hydraulic clutch.

Von der Baugröße her ist dabei eine Hülsenkupplung bevorzugt, die ein hülsenförmiges inneres Kupplungsteil und ein hülsenförmiges äußeres Kupplungsteil aufweist, welches das innere Kupplungsteil unter sehr geringem radialem Spiel umgibt. Das innere hülsenförmige Kupplungsteil ist hohl und hat eine geringfügig radial verformbare Umfangswand. Bei Druckbeaufschlagung seines Inneren verspannt sich das innere Kupplungsteil fest reibschlüssig mit dem äußeren Kupplungsteil. Wird der Druck im Inneren des inneren Kupplungsteils entlastet, lassen sich die beiden Kupplungsteile gegeneinander drehen.From the size is ago while a sleeve coupling preferred, which is a sleeve-shaped inner coupling part and a sleeve-shaped outer coupling part having the inner coupling part under a very small radial Game surrounds. The inner sleeve-shaped coupling part is hollow and has a slight radially deformable peripheral wall. When pressurizing its interior the inner coupling part clamps firmly frictionally with the outer coupling part. Is the pressure in the interior of the inner coupling part relieved, let the two coupling parts rotate against each other.

Da eine sehr geringe radiale Verformung des inneren Kupplungsteils zum Herstellen des Reibschlusses mit dem äußeren Kupplungsteil reicht, braucht zum Wiederlösen der Kupplung auch nur eine sehr kleine Flüssigkeitsmenge aus dem Inneren des inneren Kupplungsteiles abgeführt zu werden. Die Kupplung trennt somit auch besonders rasch.There a very small radial deformation of the inner coupling part for making the frictional engagement with the outer coupling part is sufficient needs to redeem the clutch also only a very small amount of fluid from the inside of the removed inner clutch part to become. The clutch thus separates very quickly.

Claims

Crushing machine with a knife body ( 16 . 18 ) bearing rotor ( 14 ), with a frame-fixed counter-knife arrangement ( 19 . 20 ), which with the knife bodies ( 16 . 18 ) of the rotor ( 14 ) and with a synchronous motor ( 46 ), which on the rotor ( 14 ) and by a frequency controllable feed unit ( 52 ), characterized in that the synchronous motor ( 46 ) via a Untersetzergetriebe ( 48 ) on the rotor ( 14 ) is working.

Crushing machine according to claim 1, characterized in that the reducer gear ( 48 ) comprises a V-belt drive.

Crushing machine according to claim 1 or 2, characterized in that the reducer gear ( 48 ) comprises a chain drive.

Crushing machine according to one of claims 1-3, characterized in that the Untersetzergetriebe ( 48 ) comprises a gear transmission.

Crushing machine according to claim 4, characterized that this Gear transmission comprises a planetary gear.

Crushing machine according to one of claims 1-5, characterized in that the reducer gear ( 48 ) comprises a hydrodynamic transmission.

Crushing machine according to one of claims 1-6, characterized in that in the drive train between the synchronous motor ( 46 ) and the rotor ( 14 ) a coupling ( 50 ) is arranged.

Crushing machine according to claim 7, characterized in that the coupling ( 50 ) between the Untersetzergetriebe ( 48 ) and the rotor ( 14 ) is arranged.

Crushing machine according to claim 7 or 8, characterized in that the coupling ( 48 ) comprises a dog clutch, a friction clutch, a Koaxialhülsenkupplung or a hydraulic clutch.